DE3700633C1 - Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstaends mittels Plasma - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstaends mittels Plasma

Info

Publication number
DE3700633C1
DE3700633C1 DE3700633A DE3700633A DE3700633C1 DE 3700633 C1 DE3700633 C1 DE 3700633C1 DE 3700633 A DE3700633 A DE 3700633A DE 3700633 A DE3700633 A DE 3700633A DE 3700633 C1 DE3700633 C1 DE 3700633C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plasma
pulses
pulse
source
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3700633A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3700633C2 (de
Inventor
Reinar Dr Gruen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6318687&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE3700633(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE3700633A priority Critical patent/DE3700633C2/de
Priority to EP88100044A priority patent/EP0275018B1/de
Priority to US07/142,542 priority patent/US5015493A/en
Publication of DE3700633C1 publication Critical patent/DE3700633C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3700633C2 publication Critical patent/DE3700633C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schonenden Beschichten mittels Plasma und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Beschichtung von Gegenständen sind Verfahren bekannt, bei denen das Material zum Beschichten aus der Dampfphase auf dem Werkstück abgeschieden wird. Zur Verminderung der Temperaturbelastung durch die auf der Ober­ fläche des Werkstückes kondensierenden Dämpfe, bei denen die Konden­ sationswärme frei wird, verdampft man das Schichtmaterial im Vakuum. Die unter der Abkürzung PVD (Physical Vapor Deposition) zusammengefaßten Verfahren zur Beschichtung von Werkstücken unterscheiden sich u.a. durch die unterschiedliche Erzeugung des Dampfes. Die Eigenschaften der Be­ schichtung lassen sich wesentlich verbessern, wenn die Beschichtung aus einem Plasmazustand erfolgt. Der ionisierte Dampf kann dann durch äußere magnetische oder elektrische Felder auf das zu beschichtende Werkstück beschleunigt werden. Dadurch kann die Aufdampfrate vorteilhaft erhöht werden.
Die aus einem Plasma abscheidenden Anlagen verursachen unerwünschte hohe Temperaturbelastungen von Werkstück und Schicht durch die hohe kinetische Energie der einfallenden Teilchen. Diese hohe Energie führt auch dazu, daß die Teilchen aus der gerade abgeschiedenen Schicht wieder abgetragen werden. Diesen Nachteil nutzt ein in DE-PS 22 03 80 beschriebenes Ver­ fahren soweit, daß es die Schicht so lange wachsen läßt, bis die Abtrag­ rate gleich der Aufwachsgeschwindigkeit ist und damit Schichten gleicher Dicke unabhängig von der Prozeßdauer herstellbar sind.
In der Mehrzahl der Anwendungsfälle möchte man jedoch ein möglichst hohes Schichtwachstum erzielen, so daß für diese Anwendungsfälle der Abtrag durch auftreffende Teilchen und eine ungleichmäßige thermische Belastung nachteilig wirken. Die nachteiligen Veränderungen der Werkstückoberfläche durch die einfallenden Ionen bestehen z. B. aus einer Aufrauhung der Ober­ fläche oder im Eindringen und der Erzeugung von Fehlstellen sowie im Auf­ treten von vorübergehenden elektrischen Ladungen auf der Werkstückober­ fläche. Die hohe Stoßzahl von größenordnungsmäßig 1017 Teilchen pro cm2 und Sekunde führt zu einer hohen Bereitschaft für chemische Reaktionen. In manchen Fällen muß daher mit einem starken Fremdstoffeinbau, d.h. von anderen Stoffen in den erzeugten Schichten, gerechnet werden. Außerdem können starke Temperaturänderungen des Werkstückes und der Schicht durch die hohe kinetische Energie der einfallenden Teilchen bewirkt werden.
Die in den bekannten Anlagen genutzten Plasmen werden überwiegend durch elektrische Entladungen erzeugt. Diese Entladungen bestehen aus zwei stromführenden Elektroden, zwischen denen beim Zünden der Entladung das verdampfte, gasförmige Material zwischen den Elektroden in den Plasma­ zustand überführt wird. Zwar gewährleistet der Stromfluß durch das Plasma dann die Aufrechterhaltung des Plasmazustandes, andererseits führt die zur Aufrechterhaltung des Plasmazustandes eingespeiste elektrische Energie zu einer hohen Temperaturbelastung des Ofens und der Werkstücke. Die Ofenwan­ dung sowie die zu beschichtenden Werkstücke müssen im allgemeinen gekühlt werden. Bei Beschichtung unterschiedlicher Gegenstände können diejenigen Gegenstände mit einer größeren Oberfläche zu Volumen Verhältnis leicht überhitzt werden. Die Folge ist eine nachteilig hohe Ausschußquote oder aber höhere Betriebskosten, da nur gleichartige Werkstücke in einer Charge behandelt werden können. Das Temperaturgefälle zwischen hoher innerer Ofentemperatur und gekühlter Wandung, die zur Abführung der überschüssigen Leistung notwendig ist, führt zu unterschiedlichen lokalen Abscheide­ bedingungen im Ofen. Die Folge sind qualitativ unterschiedliche Schichten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das die Nachteile bekannter Verfahren vermeidet und sich stattdessen durch geringere Betriebskosten, geringere Ausschußquoten, höhere Qualität und verbesserte Prozeßführungsbedingungen beim Beschichten mittels ionisierter Dämpfe aus­ zeichnet.
Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß eine Zufuhr von elektrischer Energie ins Plasma durch periodisch wiederholte Impulse erfolgt. Diese Verfahrens­ weise erlaubt eine vorteilhaft schonende Beschichtung von Gegenständen, da sie erfindungsgemäß nur noch überraschend geringen Temperaturen ausgesetzt werden. Gleichzeitig verringern sich die Betriebskosten und Ausschußquoten vorteilhaft.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Impulse eine Spannung von mehr als 100 V, insbesondere zwischen 200 und 800 V aufweisen. Die Impulse vermögen innerhalb der Vakuumkammer ein Plasma aufrecht zu erhalten, das einerseits die Gefahren zur Bildung von Licht­ bögen weitgehend ausschließt und andererseits aber auch ein wirksames Beschichten von Gegenständen erlaubt. Mit Hilfe derartiger Impulse können sogar Oberflächenstrukturen von Gegenständen beschichtet werden, die sogar in Längen zu Durchmesserverhältnis von größer als eins z.B. bei Bohrungen aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Impulse einen Strom aufweisen, der einer Stromdichte im Werkstück zwischen 0.1 mA/cm2 Werkstückoberfläche bis 1 A/cm2, insbesondere 0.5 mA/cm2 aufweisen. Stromdichten dieser Größenordnungen führen zu hervorragend hohen Wachs­ tumsgeschwindigkeiten der Schichten bei wesentlich geringerem Aufwand an elektrischer Energie.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Impulse eine Energie aufweisen, deren Dichte während der Dauer eines Impulses zwischen 1 W und 900 W/cm2, insbesondere 30 W/cm2 entspricht. Durch die hervorragend weite Spanne, in der die Energiedichte einstellbar ist, können Gegenstände auch mit sehr unterschiedlichen Geometrien beschichtet werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Impulse jeweils eine Dauer zwischen 10 bis 1000 µs, bevorzugt zwischen 30 und 200 µs keine Energiezufuhr erfolgt. Als praktisch interessante Bereiche haben sich diese Spannen herausgestellt, wobei die engeren Bereiche eine besonders sichere und wirtschaftlich vorteilhafte Betriebsweise erlauben.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine mittlere Energiedichte des Plasmas zwischen 50 mW/cm2 bis 5 W/cm2 frei wählbar ist. Das Verfahren läßt sich damit an sehr unterschiedlich ausgebildete Gegen­ stände anpassen, wobei eine nachteilige Überhitzung der Gegenstände oder einzelner Teile davon weitgehend vermieden werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Beschich­ tung bei einem Druck von weniger als 100 Pa zwischen 0.1 bis 1 Pa erfolgt. Das Verfahren läßt sich bei ungewöhnlich hohem Druck durchführen, so daß an die Vakuumkammer keine besonders hohen Anforderungen zu stellen sind. Besonders günstige Wachstumsverhältnisse für Beschichtungen lassen sich jedoch im angegebenen niedrigeren Druckbereich erzielen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Plasma ein äußeres Magnetfeld überlagert wird, insbesondere impulsweise aufgebautes Magnetfeld. Hierdurch wird eine weitere Erhöhung der Wachstumsgeschwindig­ keit der Schicht erreicht. Das Pulsen des Magnetfeldes führt zu einer vorteilhaften Verringerung des Energiebedarfs.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Syn­ chronisierung der Stromimpulse des Plasmas und der Stromimpulse zum Aufbau des Magnetfeldes erfolgt, insbesondere daß das Magnetfeld in seiner Rich­ tung synchron umkehrbar ist. Diese Ausgestaltung dispergiert vorteilhaft die Dampfatome, wodurch auch besonders schwierig zu beschichtende Gegen­ standsformen behandelt werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Wärmeein­ strahlung ins Plasma von außen erfolgt. Zur Unterstützung von chemischen Reaktionen im Ofen oder zur Unterstützung von Diffusionsvorgängen kann die Temperatur durch diese Ausgestaltung besonders genau auf die gewünschte Temperatur eingestellt und eingehalten werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Impuls ein Gleichstromimpuls ist. Dadurch läßt sich das Plasma besonders kontrolliert einstellen und der Materialtransport in weiten Bereichen beeinflussen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine auto­ matische Steuerung des Verfahrens mittels eines Prozeßrechners erfolgt. Die zur Prozeßführung einer bestimmten Charge als optimal ermittelten Parameter lassen sich vorteilhaft reproduzierbar mit Hilfe des Prozeß­ rechners abspeichern und wiederholt bei gleichartigen Chargen zur auto­ matisierten Prozeßführung nutzen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verfahren bei PVD-Verfahren, insbesondere beim Ionenbeschichten, beim Lichtbogenver­ dampfen oder bei Zerstäubungsanlagen angewendet wird. Bei derartigen Ver­ fahren, die bisher eine hohe thermische Belastung der zu beschichtenden Gegenstände zur Folge hatten, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft anwenden, da es die Gegenstände schonender beschichtet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine auto­ matische Erkennung einer Lichtbogenentladung im Plasma erfolgt, wobei eine selbsttätige Abschaltung des Impulses in einer Zeit von weniger als 10 µs stattfindet. Sogar das ungewollte Auftreten einer Lichtbogenentladung führt erfindungsgemäß nicht mehr zur nachteiligen Schädigung einer zuvor aufgebrachten Schicht. Bevor sich die Wirkung eines Lichtbogens ausbilden kann, wird die Energiezufuhr vorteilhaft abgeschaltet.
Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung vorgesehen, bestehend aus einer Vakuumkammer, in der ein zu beschichtendes Werkstück und eine Verdampferquelle sowie eine Anode und eine Kathode zur Erzeugung einer Glimmentladung mit Verbindungen zu einer elektrischen Energiequelle ange­ ordnet sind, z.B. in Form einer Ionenbeschichtungs- oder Sputteranlage, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß die Energiequelle als Impuls­ stromquelle ausgebildet ist. Dadurch läßt sich der Energieverbrauch der Gesamtanlage wesentlich verringern und die sonst erforderlichen Kühlein­ richtungen kleiner auslegen bzw. ganz ersparen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Impuls­ stromquelle einen Leistungsausgang aufweist, der insbesondere aus Transistoren aufgebaut ist, mit einer Ausgangsspannung von mehr als 100 V, insbesondere 200 bis 800 V ausgebildet ist und eine Schaltzeit von weniger als 5 µs aufweist. Die Transistoren bieten besonders günstige Schaltzeiten bei hohen Spannungen, so daß vorteilhaft günstige Impulsformen erreichbar sind, die einer Rechteckform weitgehend angenähert sind und eine präzise Prozeßführung erlauben.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Strom­ quelle eine Steuerung mit einer Lichtbogensensorschaltung aufweist und daß die Lichtbogensensorschaltung eine Wirkverbindung zur Stromquelle auf­ weist, um diese beim Auftreten von Lichtbögen abzuschalten. Dadurch wird der Betrieb der Anlage sicherer und die Ausschußquote weiter günstig beeinflußt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Anlage ein Magnetron, insbesondere ein planares Magnetron, aufweist, das mit einer Impulsstromversorgung ausgerüstet ist. So kann bei relativ geringem Leistungsbedarf ein hohes Schichtwachstum erreicht werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wand der Vakuumkammer beheizbar ausgebildet ist. Dadurch lassen sich die Wachstums­ bedingungen besonders genau und gleichmäßig einstellen. Auch Gegenstände mit unterschiedlich ausgebildetem Oberflächen/Volumen-Verhältnis lassen sich in gleicher Charge beschichten.
Die Erfindung wird in Zeichnungen beschrieben, woraus weitere vorteilhafte Einzelheiten zu entnehmen sind.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 bis 3 die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei ver­ schiedenen Beschichtungsprozessen, insbesondere Fig. 1 bei der Zerstäubung (sputtering),
Fig. 2 bei der Ionenbeschichtung (ion plating),
Fig. 3 bei der Lichtbogenverdampfung,
Fig. 4 die Spannungs-Stromdichte-Kennlinie einer Glimmentladung
Fig. 5 die Leistungscharakteristik eines Plasmas
Fig. 6 eine Gegenüberstellung von Werkstückchargen bei bekanntem und erfindungsgemäßem Verfahren.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Beschichtungsanlage, die nach dem Prinzip der Zerstäubung arbeitet, ein auch unter dem Begriff "Sputtern" bekanntes Verfahren. Der Beschichtungsvorgang findet in einer mit 1 bezeichneten Vakuumkammer statt, die über einen Rohrleitungsanschluß 2 mit einer Vakuumpumpe verbunden ist. Beim Zerstäuben wird die Oberfläche eines als Kathode geschalteten Ziels, das aus dem Beschichtungsmaterial besteht, mit energiereichen Ionen beschossen. Die Energiedichte beträgt dabei etwa 3 W/cm2 und der Gasdruck einige Pa. Das plasmabildende Gas wird über den Rohranschluß 6 in die Kammer 1 gelassen. Mit 4 ist eine Abschirmung hinter dem Ziel 3 bezeichnet. Zur Beschleunigung der Ionen auf das Ziel, wo durch den Ionenstoß das Beschichtungsmaterial aus dem Ziel herausgelöst wird, dient die zwischen den Anschlüssen 7 und 8 angelegte Spannung, die von der erfindungsgemäßen Impulsspannungsquelle 9 erzeugt wird.
Fig. 2 zeigt den Einsatz der erfindungsgemäßen Impulsspannungsquelle 9 bei der Ionenbeschichtung (Ion Plating). Funktional vergleichbare Anlagen­ teile sind wie in Fig. 1 bezeichnet. Bei der Ionenbeschichtung ist das Werkstück 5 als Kathode geschaltet. Hinter ihm befindet sich die Abschir­ mung 4. Die über Rohranschluß 2 evakuierbare Vakuumkammer 1 kann über den Füllrohranschluß 6 mit Gas befüllt werden. Des weiteren befindet sich eine mit der Anode 10 verbundene Verdampferquelle 11. Zwischen der Anode 10 und dem Werkstück 5 wird ein Glimmentladungsplasma 12 erzeugt, das von der erfindungsgemäßen Impulsspannungsquelle 9 aufrechterhalten wird. Die Dampferzeugung erfolgt mit Hilfe der Verdampferquelle 11 in Anwesenheit des Glimmentladungsplasmas 12, wobei von dem als Kathode geschalteten Werkstück beim Beschichten durch die energiereichen Ionen die aufge­ wachsene Schicht teilweise mit geringerer Rate wieder abgestäubt wird. Das Werkstück befindet sich im Abstand ca. 20-50 cm von der Verdampfer­ quelle. Am Werkstückträger liegt eine negative Hochspannung von 100 bis 1000 V. Die Stromdichte beträgt ca. 0.5 mA/cm2. Der Gasdruck von einigen Pa bewirkt Streuungen von Dampfatomen, so daß beliebige Formen beschichtet werden können.
Eine Variante des Ionenbeschichtens zeigt Fig. 3, bei dem die Verdampfung mittels Lichtbogen erfolgt. Dazu sind in Fig. 3 innerhalb der Vakuum­ kammer 1 Verdampferquellen 13 angeordnet, die üblicherweise als Kathode geschaltet sind. Die über die Oberfläche der Verdampfungsquelle 13 laufen­ den elektrischen Lichtbögen haben eine Stromstärke von ca. 60-400 A bei etwa 20 V. An den Fußpunkten der Bögen kommt es zur lokalen Überhitzung und damit einer Verdampfung des Beschichtungsmaterials.
Ein großer Teil des Dampfes, etwa 90%, ist ionisiert und hat eine hohe Anfangsenergie von ca. einigen 10 eV. Der Ionenanteil wird durch die mit negativer Vorspannung beaufschlagten Werkstücke 5, die also als Kathode geschaltet sind, noch zusätzlich auf diese zubeschleunigt. Die Beschich­ tung wird gewöhnlich bei einem Druck von einigen Pa durchgeführt. Auch hier kann mit der Impulsspannungsquelle 9 die Beschleunigung der Ionen in großem Umfang beeinflußt werden.
Vorteilhaft beim Sputtern ist die Erhöhung der Plasmadichte über der Quelle mit Hilfe eines magnetischen Feldes. Dieses wird erzeugt durch das sog. Magnetron, z.B. ein Planar-Magnetron. Erreicht wird diese hohe Plasmadichte durch eine spezielle Anordnung eines elektrischen und eines magnetischen Feldes über dem Werkstückträger hoher Leistung. Das Magnet­ feld bildet dabei einen geschlossenen halbtorusförmigen Schlauch und, da die Feldlinien an der Targetoberfläche aus- und eintreten, eine Elek­ tronenquelle. Außerhalb dieses Schlauches werden Elektronen auf zykloiden Bahnen beschleunigt, wodurch ihr wirksamer Ionisierungsweg wesentlich verlängert wird. Der Raum, in dem die Ionisation stattfindet, ist direkt bei dem Target und bewirkt so die hohe Plasmadichte. Infolge der negativen Vorspannung des Targets werden aus dem Plasma Ionen gegen das Teil beschleunigt, welche dieses zerstäuben. Auch hier erleichtert die gepulste Zufuhr von Energie in das elektrische und in das magnetische Feld die Steuerung des Beschichtungsprozesses und erhöht die Aufdampfraten.
Allen in Fig. 1-3 beschriebenen Verfahren ist gemeinsam, daß in ihnen eine Glimmentladung stattfindet. Die Kennlinie einer solchen Glimmentla­ dung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Abszisse 14 kennzeichnet dabei die Stromdichte und die Ordinate 15 die Spannung. Der Graph 16 gliedert sich in 7 deutlich unterscheidbare Bereiche, die fortlaufend mit den Ziffern 17-23 gekennzeichnet sind. Das Verfahren nutzt dabei den mit 21 gekenn­ zeichneten Bereich der anomalen Glimmentladung, der sich durch höhere Stromdichte und höhere Spannung von dem mit 20 bezeichneten Bereich der normalen Glimmentladung unterscheidet. Die übliche Lichtbogenentladung findet im Bereich 23 statt. Durch die im Bereich 21 vorhandenen hohen Spannungen wie auch hohen Stromdichten ist der Energiefluß des Plasmas be­ sonders intensiv.
Durch den, den Plasmazustand erhaltenen Stromfluß, wandern die positiven Ionen zur negativen Kathode und die Elektronen in umgekehrter Richtung. Der Stromfluß durch das Plasma belastet aber auch stark die zu be­ schichtenden Werkstücke. Da zur Aufrechterhaltung des Plasmas eine Mindestspannung erforderlich ist, erfahren die Ionen auch eine Beschleuni­ gung, die bei bekannten Verfahren zu einem teilweisen Zerstäuben der auf­ gebrachten Schichten führt.
Fig. 5 zeigt dagegen die Leistungscharakteristik eines Plasmas nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, die eine wesentlich schonendere Beschichtung von Werkstücken ermöglicht. Überraschenderweise erhält die erfindungs­ gemäße Leistungscharakteristik die physikalischen Bedingungen für die anomale Glimmentladung in der Ofenatmosphäre aufrecht. Die Temperaturbe­ lastung des Substrats beim Beschichten wird erstaunlich gering gehalten bzw. innerhalb genau kontrollierbarer Grenzen gehalten.
Es bildet sich eine vorteilhaft gleichmäßige Temperaturverteilung im Reaktionsraum aus. Die Entstehung von Lichtbögen wird darüberhinaus durch das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich vermindert.
Da nur eine sehr geringe Bandbreite innerhalb des Bereichs der anomalen Glimmentladung genutzt werden kann, welche sich noch weiter bei höheren Verfahrensdrücken innerhalb der Vakuumkammer verkleinert, bereitet das Beschichten unterschiedlicher Werkstücke in einem Arbeitsgang besondere Schwierigkeiten. Es besteht insbesondere die Gefahr, daß kleine Teile mit einem großen Oberflächen/Volumen-Verhältnis leicht überhitzt werden. Andererseits kann auch der Energiefluß durch das Plasma nicht beliebig niedrig eingestellt werden, da sonst das Plasma zusammenbricht.
Erfindungsgemäß wird die Leistung pulsweise von einer Pulsspannungsquelle in das Plasma eingebracht. In Fig. 5 besitzen die einzelnen Spannungs­ pulse 24 eine Spitzenspannung 25, die den Bedingungen für die anomale Glimmentladung im Bereich 21 der Fig. 4 gerecht werden. Üblicherweise ist die Dauer 26 des Spannungsimpulses 24 ca. 10 µs. In Fig. 5 bezeichnet die Abszisse 27 die Zeitachse, während die Ordinate 28 die Leistung darstellt. Die Leistung der einzelnen Impulse 24 kann zwischen einer minimalen Leistung p min und einer maximalen Leistung p max variiert werden. Diese Leistungswerte entsprechend den beiden Endpunkten des Bereiches 21 der anomalen Glimmentladung aus Fig. 4. Die Höhe des Leistungsimpulses 25 entspricht der erforderlichen Leistung des Plasmas p pla . Die Höhe p temp entspricht der erforderlichen Leistung zur Aufrechterhaltung der Tempe­ ratur im Reaktionsraum. Dieser Energieeintrag, repräsentiert durch die Fläche 29, entspricht der Gesamtfläche der einzelnen Impulse 24. Gegenüber einer Gleichspannungsversorgung repräsentiert die Fläche 29 eine wesent­ lich geringere Energie. Durch Variation der Pausen zwischen den Impulsen kann der Energieeintrag in überraschend weiten Bereichen geändert werden. Der minimale Energieeintrag dient nicht zur Aufrechterhaltung des Plasmas sondern zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperatur. Um eine gleichmäßige Temperatur innerhalb der Anlage zu erreichen, muß der Energieeintrag p temp mindestens so hoch sein, wie der Betrag der Wärme­ verluste der Anlage.
Fig. 5 zeigt als ideale Pulsform den Rechteckimpuls, wobei die Versor­ gungsleistung möglichst kurzfristig von Null auf den erforderlichen Wert ansteigt und genauso abrupt abfällt. Die Pulsdauer ist kleiner als 100 µs gewählt. Überraschenderweise bilden sich innerhalb dieser Zeitdauer auch wesentlich seltener Lichtbögen. Die Dauer der Pause zwischen zwei Impulsen ist so kurz gewählt, daß sie typischerweise kleiner als einige 100 µs ist. Trotzdem zündet die Glimmentladung leicht beim nächsten Impuls.
Das Verhältnis zwischen Pulsdauer zu Pausendauer kann in der Anlage in weiten Bereichen verändert werden, so daß man teilweise vollständig auf eine Kühlung der Kammerwandung verzichten kann und sogar zu einer Fremdbe­ heizung der Kammerwandung übergehen kann. Dies macht sich dann in einer besseren Temperaturverteilung innerhalb der Charge bemerkbar.
Fig. 6 zeigt in der oberen Hälfte links der strichpunktierten Linie schematisch einen Ofen mit kalter Wandung 30 und rechts davon einen iso­ lierten Ofen, also mit heißer Wandung 31. Auf dem Werkstückträger 5 sind vertikal verschiedene zu beschichtende Werkstücke 32 angeordnet. Den Ofen­ wandungen entsprechend bilden sich auch unterschiedliche Temperaturprofile aus. Der Graph des Temperaturprofils bei heißer Wandung ist mit 33 und der bei kalter Wandung mit 34 bezeichnet. Die Ordinate dabei ist mit temp. bezeichnet. Fig. 6 zeigt damit die Temperaturverteilung innerhalb des Ofens über dem als Abszisse dargestellten Ort. Deutlich ist das wesentlich gleichmäßigere Temperaturprofil 33 erkennbar, bei dem die Temperatur erst innerhalb der Isolation von der Ofentemperatur nach außen zur Umgebungs­ temperatur abfällt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich deshalb durch einen wesent­ lich verringerten Ausschuß aus. Es läßt sich darüberhinaus auch in weiten Grenzen steuern, so daß es sich zur Automatisierung anbietet. Außerdem weist es auch geringere Betriebskosten auf. Trotzdem werden höhere Beschichtungsleistungen ermöglicht, da die Belastung des Substrates durch den Ionenbeschuß geringer ist und deshalb weniger Teilchen aus dem Substrat bzw. aus der Beschichtung wieder herausgeschlagen werden.

Claims (21)

1. Verfahren zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstände nach PVD-Verfahren mittels ionisierter Dämpfe aus dem Gleichspan­ nungsplasma einer Glimmentladung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr elektrischer Energie mit periodisch wiederholten Gleichstrom­ impulsen durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Impulse mit einer Spannung von mehr als 100 V, insbesondere zwischen 200 und 800 V, verwendet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsstrom mit einer Stromdichte von 0.1 mA/cm2 bis 1 A/cm2, ins­ besondere 0.5 mA/cm2 am Werkstück eingesetzt wird.
4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Impulse mit einer Energiedichte von 1 bis 900 W/cm2, insbesondere 30 W/cm2, eingesetzt werden.
5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Impulsdauern zwischen 10 und 1000 µs, insbesondere 30 bis 200 µs, eingesetzt werden.
6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für die energiefreie Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen zwischen 10 und 1000 µs, insbesondere 30 bis 200 µs, benutzt werden.
7. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für die mittlere Plasmaenergiedichte Werte zwischen 50 mW/cm2 und 5 W/cm2 benutzt werden.
8. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drücken von weniger als 100 Pa, insbesondere bei 0.1 bis 1 Pa beschichtet wird.
9. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Plasma ein äußeres Magnetfeld überlagert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impuls­ magnetfeld benutzt wird.
11. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromimpulse zum Aufbau von Plasma und Magnetfeld synchroni­ siert werden.
12. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldrichtung synchron umgekehrt wird.
13. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in das Plasma von außen Wärme eingestrahlt wird.
14. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsverfahren mittels Prozeßrechner gesteuert wird.
15. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtbogenentladung im Plasma automatisch erkannt und inner­ halb von weniger als 10 µs die Impulse selbsttätig abgeschaltet werden.
16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 mit einer Vakuumkammer, in der das zu be­ schichtende Werkstück, eine Verdampferquelle sowie Anode und Kathode zur Glimmentladungserzeugung mit Verbindungen zu einer elektrischen Energiequelle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle eine Impulsstromquelle ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Impuls­ stromquelle einen Leistungsausgang, insbesondere aus Transistoren, mit einer Ausgangsspannung von mehr als 100 V, insbesondere 200 bis 800 V, und einer Schaltzeit von weniger als 5 µs aufweist.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle eine Steuerung mit einer Lichtbogensensorschaltung aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht­ bogensensorschaltung eine Wirkverbindung zur Stromquelle aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Magnetron, insbesondere ein planares Magnetron mit Impulsstromversor­ gung, aufweist.
21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Vakuumkammer beheizbar ausgebildet ist.
DE3700633A 1987-01-11 1987-01-12 Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstände mittels Plasma Expired - Lifetime DE3700633C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3700633A DE3700633C2 (de) 1987-01-12 1987-01-12 Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstände mittels Plasma
EP88100044A EP0275018B1 (de) 1987-01-12 1988-01-05 Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten elektrisch leitender Gegenstände mittels Glimmentladung
US07/142,542 US5015493A (en) 1987-01-11 1988-01-11 Process and apparatus for coating conducting pieces using a pulsed glow discharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3700633A DE3700633C2 (de) 1987-01-12 1987-01-12 Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstände mittels Plasma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3700633C1 true DE3700633C1 (de) 1988-05-26
DE3700633C2 DE3700633C2 (de) 1997-02-20

Family

ID=6318687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3700633A Expired - Lifetime DE3700633C2 (de) 1987-01-11 1987-01-12 Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstände mittels Plasma

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5015493A (de)
EP (1) EP0275018B1 (de)
DE (1) DE3700633C2 (de)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0432090A2 (de) * 1989-11-22 1991-06-12 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung und Werkstück beschichtet nach dem Verfahren
WO1992021787A1 (en) * 1991-05-31 1992-12-10 Kharkovsky Fiziko-Tekhnichesky Institut Method and device for thermochemical treatment of articles
EP0529259A1 (de) * 1991-08-17 1993-03-03 Leybold Aktiengesellschaft Einrichtung zum Behandeln von Substraten
DE4202425A1 (de) * 1992-01-29 1993-08-05 Leybold Ag Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrats, insbesondere mit elektrisch nichtleitenden schichten
EP0564789A1 (de) * 1992-03-24 1993-10-13 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren zur Werkstückbehandlung in einer Vakuumatmosphäre und Vakuumbhandlungsanlage
DE4233720A1 (de) * 1992-10-07 1994-04-14 Leybold Ag Einrichtung für die Verhinderung von Überschlägen in Vakuum-Zerstäubungsanlagen
DE19513614C1 (de) * 1995-04-10 1996-10-02 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Abscheidung von Kohlenstoffschichten, Kohlenstoffschichten auf Substraten und deren Verwendung
DE19651615C1 (de) * 1996-12-12 1997-07-10 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Aufbringen von Kohlenstoffschichten durch reaktives Magnetron-Sputtern
DE19702187A1 (de) * 1997-01-23 1998-07-30 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zum Betreiben von Magnetronentladungen
WO1999033088A1 (de) * 1997-12-22 1999-07-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Einrichtung zum betreiben einer niederdruckentladung
WO2000038213A2 (en) * 1998-12-21 2000-06-29 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition of semiconducting and insulating materials
DE4301189C2 (de) * 1993-01-19 2000-12-14 Leybold Ag Vorrichtung zum Beschichten von Substraten
DE19937621A1 (de) * 1999-08-10 2001-03-15 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zur pulsförmigen Energiezuführung für ein Niederdruckplasma und deren Anwendung
DE10015244C2 (de) * 2000-03-28 2002-09-19 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Schaltungsanordnung zur pulsförmigen Energieeinspeisung in Magnetronentladungen
US7095179B2 (en) 2004-02-22 2006-08-22 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
DE19643709B4 (de) * 1995-10-30 2007-03-01 Rübig Ges.m.b.H. & Co. KG Vorrichtung zum Behandeln eines Werkstückes in einer Gasentladung
US7663319B2 (en) 2004-02-22 2010-02-16 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
DE102009019422A1 (de) 2009-04-29 2010-11-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas mittels eines Magnetrons
DE102010007515A1 (de) 2010-02-11 2011-08-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Verfahren zum Betreiben einer großflächigen Kathode für Plasmaprozesse mit hohem Ionisierungsgrad
DE102010007516A1 (de) 2010-02-11 2011-08-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Großflächige Kathode für Plasmaprozesse mit hohem Ionisierungsgrad
EP2439763A2 (de) 2010-10-08 2012-04-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung Magnetron-Vorrichtung und Verfahren zum gepulsten Betreiben einer Magnetron-Vorrichtung
DE19936199B4 (de) * 1998-09-28 2013-01-24 Alcatel Lucent Magnetronreaktor zum Bereitstellen einer hochdichten, induktiv gekoppelten Plasmaquelle zum Sputtern von Metallfilmen und Dielektrischen Filmen
US9123508B2 (en) 2004-02-22 2015-09-01 Zond, Llc Apparatus and method for sputtering hard coatings
DE102014105414A1 (de) 2014-04-16 2015-11-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285745B1 (de) * 1987-03-06 1993-05-26 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtungen zum Vakuumbeschichten mittels einer elektrischen Bogenentladung
IT1240811B (it) * 1990-03-28 1993-12-17 Selenia Ind Elettroniche Metodo per la deposizione di strati sottili con assistenza di ioni da plasma rf.
KR930011413B1 (ko) * 1990-09-25 1993-12-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 겐큐쇼 펄스형 전자파를 사용한 플라즈마 cvd 법
US5218179A (en) * 1990-10-10 1993-06-08 Hughes Aircraft Company Plasma source arrangement for ion implantation
US5296272A (en) * 1990-10-10 1994-03-22 Hughes Aircraft Company Method of implanting ions from a plasma into an object
WO1994008067A1 (en) * 1992-09-30 1994-04-14 Advanced Energy Industries, Inc. Topographically precise thin film coating system
US5330800A (en) * 1992-11-04 1994-07-19 Hughes Aircraft Company High impedance plasma ion implantation method and apparatus
US6217717B1 (en) 1992-12-30 2001-04-17 Advanced Energy Industries, Inc. Periodically clearing thin film plasma processing system
US5718813A (en) * 1992-12-30 1998-02-17 Advanced Energy Industries, Inc. Enhanced reactive DC sputtering system
FR2699934B1 (fr) * 1992-12-30 1995-03-17 Lorraine Inst Nat Polytech Procédé de contrôle de la concentration en métalloïde d'un dépôt réalisés par voie physique en phase vapeur réactive à l'aide d'un plasma froid de pulvérisation.
US5354381A (en) 1993-05-07 1994-10-11 Varian Associates, Inc. Plasma immersion ion implantation (PI3) apparatus
SG46607A1 (en) * 1993-07-28 1998-02-20 Asahi Glass Co Ltd Method of an apparatus for sputtering
EP0905273B1 (de) * 1993-07-28 2002-10-16 Asahi Glass Company Ltd. Verfahren zur Herstellung von Schichten
US5399388A (en) * 1994-02-28 1995-03-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of forming thin films on substrates at low temperatures
CA2144834C (en) * 1994-03-17 2000-02-08 Masahiro Miyamoto Method and apparatus for generating induced plasma
WO1996031899A1 (en) * 1995-04-07 1996-10-10 Advanced Energy Industries, Inc. Adjustable energy quantum thin film plasma processing system
DE19621855C2 (de) 1996-05-31 2003-03-27 Univ Dresden Tech Verfahren zur Herstellung von Metallisierungen auf Halbleiterkörpern unter Verwendung eines gepulsten Vakuumbogenverdampfers
US5682067A (en) * 1996-06-21 1997-10-28 Sierra Applied Sciences, Inc. Circuit for reversing polarity on electrodes
US5853894A (en) * 1997-02-03 1998-12-29 Cytonix Corporation Laboratory vessel having hydrophobic coating and process for manufacturing same
US6599399B2 (en) * 1997-03-07 2003-07-29 Applied Materials, Inc. Sputtering method to generate ionized metal plasma using electron beams and magnetic field
SE9704607D0 (sv) 1997-12-09 1997-12-09 Chemfilt R & D Ab A method and apparatus for magnetically enhanced sputtering
EP0918886A1 (de) * 1997-03-20 1999-06-02 Motorola, Inc. Verfahren zur herstellung eines kohlenstoff-films
US6300643B1 (en) 1998-08-03 2001-10-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Dose monitor for plasma doping system
DE19937859C2 (de) * 1999-08-13 2003-06-18 Huettinger Elektronik Gmbh Elektrische Versorgungseinheit für Plasmaanlagen
ES2208203T3 (es) * 1999-11-17 2004-06-16 APPLIED FILMS GMBH & CO. KG Disposicion de electrodos.
SE519931C2 (sv) * 2000-06-19 2003-04-29 Chemfilt R & D Ab Anordning och förfarande för pulsad, starkt joniserad magnetronsputtering
US7309997B1 (en) 2000-09-15 2007-12-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Monitor system and method for semiconductor processes
DE60105856T2 (de) * 2001-03-27 2005-10-20 Fundación Tekniker Bogenverdampfer mit intensiver magnetführung für grossflächige targets
SE525231C2 (sv) * 2001-06-14 2005-01-11 Chemfilt R & D Ab Förfarande och anordning för att alstra plasma
US7351480B2 (en) * 2002-06-11 2008-04-01 Southwest Research Institute Tubular structures with coated interior surfaces
US6808607B2 (en) * 2002-09-25 2004-10-26 Advanced Energy Industries, Inc. High peak power plasma pulsed supply with arc handling
US7147759B2 (en) * 2002-09-30 2006-12-12 Zond, Inc. High-power pulsed magnetron sputtering
US6853142B2 (en) * 2002-11-04 2005-02-08 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating high-density plasma
US6896773B2 (en) * 2002-11-14 2005-05-24 Zond, Inc. High deposition rate sputtering
US6805779B2 (en) * 2003-03-21 2004-10-19 Zond, Inc. Plasma generation using multi-step ionization
US6806651B1 (en) 2003-04-22 2004-10-19 Zond, Inc. High-density plasma source
US6903511B2 (en) * 2003-05-06 2005-06-07 Zond, Inc. Generation of uniformly-distributed plasma
JP4438326B2 (ja) * 2003-06-13 2010-03-24 日新電機株式会社 偏向磁場型真空アーク蒸着装置
KR100501044B1 (ko) * 2003-07-08 2005-07-18 한국전기연구원 대면적 산화마그네슘 박막 증착장치 및 방법
US9771648B2 (en) * 2004-08-13 2017-09-26 Zond, Inc. Method of ionized physical vapor deposition sputter coating high aspect-ratio structures
US20050103620A1 (en) * 2003-11-19 2005-05-19 Zond, Inc. Plasma source with segmented magnetron cathode
US20050205415A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Belousov Igor V Multi-component deposition
US7750575B2 (en) * 2004-04-07 2010-07-06 Zond, Inc. High density plasma source
US7741621B2 (en) * 2004-07-14 2010-06-22 City University Of Hong Kong Apparatus and method for focused electric field enhanced plasma-based ion implantation
EP2477207A3 (de) * 2004-09-24 2014-09-03 Zond, Inc. Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Hochstrom-entladungen
US7520965B2 (en) 2004-10-12 2009-04-21 Southwest Research Institute Magnetron sputtering apparatus and method for depositing a coating using same
US7790003B2 (en) * 2004-10-12 2010-09-07 Southwest Research Institute Method for magnetron sputter deposition
US20060076231A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-13 Southwest Research Institute Method for magnetron sputter deposition
US7592051B2 (en) * 2005-02-09 2009-09-22 Southwest Research Institute Nanostructured low-Cr Cu-Cr coatings for high temperature oxidation resistance
PL1864313T3 (pl) * 2005-03-24 2013-05-31 Oerlikon Trading Ag Próżniowy generator plazmowy
US8642135B2 (en) * 2005-09-01 2014-02-04 Micron Technology, Inc. Systems and methods for plasma doping microfeature workpieces
US20070259184A1 (en) * 2006-05-04 2007-11-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Method of mounting objects for chemical vapour deposition
KR100812504B1 (ko) * 2006-09-05 2008-03-11 성균관대학교산학협력단 전도성 고경도 탄소박막의 제조 방법 및 박막 전계 발광소자용 전극으로의 응용
DE102006046312B4 (de) * 2006-09-29 2010-01-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzellen mit stabilem, transparentem und leitfähigem Schichtsystem
DE102007021386A1 (de) * 2007-05-04 2008-11-06 Christof-Herbert Diener Kurztaktniederdruckplasmaanlage
US8133359B2 (en) * 2007-11-16 2012-03-13 Advanced Energy Industries, Inc. Methods and apparatus for sputtering deposition using direct current
US9039871B2 (en) 2007-11-16 2015-05-26 Advanced Energy Industries, Inc. Methods and apparatus for applying periodic voltage using direct current
JP5305683B2 (ja) * 2008-02-18 2013-10-02 株式会社神戸製鋼所 立方晶窒化硼素含有皮膜の形成方法
US8574410B2 (en) * 2008-04-22 2013-11-05 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for improved high power impulse magnetron sputtering
ATE535629T1 (de) * 2008-07-29 2011-12-15 Sulzer Metaplas Gmbh Gepulstes hochleistungs-magnetronsputterverfahren sowie hochleistungs-elektroenergiequelle
EP2541584B1 (de) * 2011-06-27 2018-08-08 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. Erzeugung von hochionisiertem Plasma in einer Plasmakammer
CA2858251C (en) * 2011-12-05 2019-12-10 Oerlikon Trading Ag, Trubbach Reactive sputtering process
DE102011121770A1 (de) * 2011-12-21 2013-06-27 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Homogenes HIPIMS-Beschichtungsverfahren
US10000843B2 (en) * 2013-09-13 2018-06-19 DePuy Synthes Products, Inc. Coating process for non-conductive substrates and devices made from the coating process
JP6403269B2 (ja) * 2014-07-30 2018-10-10 株式会社神戸製鋼所 アーク蒸発源
WO2018025036A1 (en) * 2016-08-03 2018-02-08 Sigma Lithium Limited Method of forming a metallic lithium coating
DE102016116762B4 (de) 2016-09-07 2021-11-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Abscheiden einer Schicht mittels einer Magnetronsputtereinrichtung
GB201702478D0 (en) * 2017-02-15 2017-03-29 Univ Of The West Of Scotland Apparatus and methods for depositing variable interference filters
WO2018231837A1 (en) * 2017-06-12 2018-12-20 Starfire Industries, Llc Pulsed power module with pulse and ion flux control for magnetron sputtering
EP3625377A1 (de) * 2017-09-05 2020-03-25 Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon Filme auf der basis von al-reichem aitin
JP6396618B1 (ja) * 2018-04-03 2018-09-26 グローテクノロジー株式会社 グロー放電システム及びこれを用いたグロー放電質量分析装置
US20190333746A1 (en) 2018-04-26 2019-10-31 Keihin Ramtech Co., Ltd. Sputtering Cathode, Sputtering Cathode Assembly, and Sputtering Apparatus
JP2019189913A (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 京浜ラムテック株式会社 スパッタリングカソード、スパッタリングカソード集合体およびスパッタリング装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1255321A (en) * 1968-03-11 1971-12-01 Lucas Industries Ltd Surface diffusion processes using electrical glow discharges
DE3010314B1 (de) * 1980-03-18 1981-02-05 Hans Dr Rer Nat Beerwald Verfahren zur Innenbeschichtung von elektrisch nicht leitfaehigen Rohren mittels Gasentladungen
EP0062550A1 (de) * 1981-03-13 1982-10-13 Innovatique S.A. Verfahren für die thermochemischen Behandlungen von Metallen durch Ionenbeschuss
DE3326020A1 (de) * 1983-07-20 1985-01-31 Schott Glaswerke, 6500 Mainz Plasmaverfahren zur chemischen behandlung von objekten und substanzen
US4500563A (en) * 1982-12-15 1985-02-19 Pacific Western Systems, Inc. Independently variably controlled pulsed R.F. plasma chemical vapor processing
GB2155496A (en) * 1984-03-03 1985-09-25 Standard Telephones Cables Ltd Pulsed plasma coating process
GB2155862A (en) * 1984-03-03 1985-10-02 Standard Telephones Cables Ltd Plasma surface processing
DE3513014A1 (de) * 1984-04-12 1985-10-24 Ramot University Authority For Applied Research And Industrial Development Ltd., Tel Aviv Verfahren zur behandlung der oberflaeche eines werkstueckes

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1022360A (en) * 1961-12-13 1966-03-09 Berghaus Elektrophysik Anst Method of and apparatus for coating an article
US3437784A (en) * 1966-02-16 1969-04-08 Gen Electric Power supply for reducing arcing damage in glow discharge apparatus
US3464907A (en) * 1967-02-23 1969-09-02 Victory Eng Corp Triode sputtering apparatus and method using synchronized pulsating current
US3677799A (en) * 1970-11-10 1972-07-18 Celanese Corp Vapor phase boron deposition by pulse discharge
US4082636A (en) * 1975-01-13 1978-04-04 Sharp Kabushiki Kaisha Ion plating method
US4401539A (en) * 1981-01-30 1983-08-30 Hitachi, Ltd. Sputtering cathode structure for sputtering apparatuses, method of controlling magnetic flux generated by said sputtering cathode structure, and method of forming films by use of said sputtering cathode structure
US4609564C2 (en) * 1981-02-24 2001-10-09 Masco Vt Inc Method of and apparatus for the coating of a substrate with material electrically transformed into a vapor phase
JPS5817607A (ja) * 1981-07-24 1983-02-01 Hitachi Condenser Co Ltd イオンプレ−テイング装置
JPS5839524A (ja) * 1981-09-03 1983-03-08 Mazda Motor Corp 車輌用終減速機の組立方法
JPS5919327A (ja) * 1982-07-23 1984-01-31 Citizen Watch Co Ltd イオンボンバ−ドによる表面処理方法
AT376460B (de) * 1982-09-17 1984-11-26 Kljuchko Gennady V Plasmalichtbogeneinrichtung zum auftragen von ueberzuegen
DE3322341A1 (de) * 1983-06-22 1985-01-03 Siegfried Dr.-Ing. 5135 Selfkant Strämke Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenbehandlung von werkstuecken durch glimmentladung
US4724058A (en) * 1984-08-13 1988-02-09 Vac-Tec Systems, Inc. Method and apparatus for arc evaporating large area targets
JPS61238958A (ja) * 1985-04-15 1986-10-24 Hitachi Ltd 複合薄膜形成法及び装置
JPS61261473A (ja) * 1985-05-15 1986-11-19 Tokuda Seisakusho Ltd スパツタリング装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1255321A (en) * 1968-03-11 1971-12-01 Lucas Industries Ltd Surface diffusion processes using electrical glow discharges
DE3010314B1 (de) * 1980-03-18 1981-02-05 Hans Dr Rer Nat Beerwald Verfahren zur Innenbeschichtung von elektrisch nicht leitfaehigen Rohren mittels Gasentladungen
EP0062550A1 (de) * 1981-03-13 1982-10-13 Innovatique S.A. Verfahren für die thermochemischen Behandlungen von Metallen durch Ionenbeschuss
US4500563A (en) * 1982-12-15 1985-02-19 Pacific Western Systems, Inc. Independently variably controlled pulsed R.F. plasma chemical vapor processing
DE3326020A1 (de) * 1983-07-20 1985-01-31 Schott Glaswerke, 6500 Mainz Plasmaverfahren zur chemischen behandlung von objekten und substanzen
GB2155496A (en) * 1984-03-03 1985-09-25 Standard Telephones Cables Ltd Pulsed plasma coating process
GB2155862A (en) * 1984-03-03 1985-10-02 Standard Telephones Cables Ltd Plasma surface processing
DE3513014A1 (de) * 1984-04-12 1985-10-24 Ramot University Authority For Applied Research And Industrial Development Ltd., Tel Aviv Verfahren zur behandlung der oberflaeche eines werkstueckes

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0432090A3 (en) * 1989-11-22 1992-01-02 Balzers Aktiengesellschaft Process for producing a coating and articles coated by the process
EP0432090A2 (de) * 1989-11-22 1991-06-12 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung und Werkstück beschichtet nach dem Verfahren
WO1992021787A1 (en) * 1991-05-31 1992-12-10 Kharkovsky Fiziko-Tekhnichesky Institut Method and device for thermochemical treatment of articles
DE4127317C2 (de) * 1991-08-17 1999-09-02 Leybold Ag Einrichtung zum Behandeln von Substraten
EP0529259A1 (de) * 1991-08-17 1993-03-03 Leybold Aktiengesellschaft Einrichtung zum Behandeln von Substraten
DE4202425A1 (de) * 1992-01-29 1993-08-05 Leybold Ag Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrats, insbesondere mit elektrisch nichtleitenden schichten
US6878248B2 (en) 1992-03-24 2005-04-12 Hans Signer Method of manufacturing an object in a vacuum recipient
EP0564789A1 (de) * 1992-03-24 1993-10-13 Balzers Aktiengesellschaft Verfahren zur Werkstückbehandlung in einer Vakuumatmosphäre und Vakuumbhandlungsanlage
US5948224A (en) * 1992-03-24 1999-09-07 Balzers Aktiengsellschaft Method of controlling a treatment process and vacuum treatment apparatus
CH689767A5 (de) * 1992-03-24 1999-10-15 Balzers Hochvakuum Verfahren zur Werkstueckbehandlung in einer Vakuumatmosphaere und Vakuumbehandlungsanlage.
DE4233720A1 (de) * 1992-10-07 1994-04-14 Leybold Ag Einrichtung für die Verhinderung von Überschlägen in Vakuum-Zerstäubungsanlagen
DE4233720C2 (de) * 1992-10-07 2001-05-17 Leybold Ag Einrichtung für die Verhinderung von Überschlägen in Vakuum-Zerstäubungsanlagen
DE4301189C2 (de) * 1993-01-19 2000-12-14 Leybold Ag Vorrichtung zum Beschichten von Substraten
DE19513614C1 (de) * 1995-04-10 1996-10-02 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Abscheidung von Kohlenstoffschichten, Kohlenstoffschichten auf Substraten und deren Verwendung
DE19643709B4 (de) * 1995-10-30 2007-03-01 Rübig Ges.m.b.H. & Co. KG Vorrichtung zum Behandeln eines Werkstückes in einer Gasentladung
DE19651615C1 (de) * 1996-12-12 1997-07-10 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Aufbringen von Kohlenstoffschichten durch reaktives Magnetron-Sputtern
DE19702187A1 (de) * 1997-01-23 1998-07-30 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zum Betreiben von Magnetronentladungen
DE19702187C2 (de) * 1997-01-23 2002-06-27 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zum Betreiben von Magnetronentladungen
WO1999033088A1 (de) * 1997-12-22 1999-07-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Einrichtung zum betreiben einer niederdruckentladung
DE19757353C1 (de) * 1997-12-22 1999-07-29 Fraunhofer Ges Forschung Einrichtung zum Betreiben einer Niederdruckentladung
DE19936199B4 (de) * 1998-09-28 2013-01-24 Alcatel Lucent Magnetronreaktor zum Bereitstellen einer hochdichten, induktiv gekoppelten Plasmaquelle zum Sputtern von Metallfilmen und Dielektrischen Filmen
WO2000038213A3 (en) * 1998-12-21 2000-09-14 Applied Materials Inc Physical vapor deposition of semiconducting and insulating materials
WO2000038213A2 (en) * 1998-12-21 2000-06-29 Applied Materials, Inc. Physical vapor deposition of semiconducting and insulating materials
DE19937621A1 (de) * 1999-08-10 2001-03-15 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zur pulsförmigen Energiezuführung für ein Niederdruckplasma und deren Anwendung
DE19937621C2 (de) * 1999-08-10 2001-09-13 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zur pulsförmigen Energiezuführung für ein Niederdruckplasma und deren Anwendung
DE10015244C2 (de) * 2000-03-28 2002-09-19 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Schaltungsanordnung zur pulsförmigen Energieeinspeisung in Magnetronentladungen
US7345429B2 (en) 2004-02-22 2008-03-18 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
WO2005084087A3 (en) * 2004-02-22 2008-09-12 Zond Inc Methods and apparatus for generating high-density plasmas with ionizational instabilities
US7663319B2 (en) 2004-02-22 2010-02-16 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
US7808184B2 (en) 2004-02-22 2010-10-05 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
US7095179B2 (en) 2004-02-22 2006-08-22 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
US7898183B2 (en) 2004-02-22 2011-03-01 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
US9123508B2 (en) 2004-02-22 2015-09-01 Zond, Llc Apparatus and method for sputtering hard coatings
DE102009019422A1 (de) 2009-04-29 2010-11-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas mittels eines Magnetrons
DE102009019422B4 (de) * 2009-04-29 2014-10-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas mittels eines Magnetrons
DE102010007516A1 (de) 2010-02-11 2011-08-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Großflächige Kathode für Plasmaprozesse mit hohem Ionisierungsgrad
DE102010007515A1 (de) 2010-02-11 2011-08-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Verfahren zum Betreiben einer großflächigen Kathode für Plasmaprozesse mit hohem Ionisierungsgrad
EP2439763A2 (de) 2010-10-08 2012-04-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung Magnetron-Vorrichtung und Verfahren zum gepulsten Betreiben einer Magnetron-Vorrichtung
DE102014105414A1 (de) 2014-04-16 2015-11-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas

Also Published As

Publication number Publication date
US5015493A (en) 1991-05-14
EP0275018A3 (en) 1990-03-07
DE3700633C2 (de) 1997-02-20
EP0275018B1 (de) 1993-03-24
EP0275018A2 (de) 1988-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3700633C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum schonenden Beschichten elektrisch leitender Gegenstaends mittels Plasma
EP0755461B1 (de) Verfahren und einrichtung für die ionengestützte vakuumbeschichtung
DE4336681C2 (de) Verfahren und Einrichtung zum plasmaaktivierten Elektronenstrahlverdampfen
DE4127317C2 (de) Einrichtung zum Behandeln von Substraten
EP0885981B1 (de) Verfahren und Anlage zum Behandeln von Substraten mittels Ionen aus einer Niedervoltbogenentladung
CH689767A5 (de) Verfahren zur Werkstueckbehandlung in einer Vakuumatmosphaere und Vakuumbehandlungsanlage.
DE10018143A1 (de) DLC-Schichtsystem sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Schichtsystems
DE3802852C2 (de)
EP2789006A1 (de) Reaktiver sputterprozess
EP2439763B1 (de) Magnetron-Vorrichtung und Verfahren zum gepulsten Betreiben einer Magnetron-Vorrichtung
WO2014090389A1 (de) Plasmaquelle
DE4228499C1 (de) Verfahren und Einrichtung zur plasmagestützten Beschichtung von Substraten
EP0404973A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten
EP2175044B1 (de) PVD-Beschichtungsverfahren, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und nach dem Verfahren beschichtete Substanzen
DE102016116762B4 (de) Verfahren zum Abscheiden einer Schicht mittels einer Magnetronsputtereinrichtung
EP0603464B1 (de) Verfahren zum Beschichten von Substraten
DE19546826C1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Vorbehandlung von Substraten
DE102008032256B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden aus der Dampfphase mit Sputterverstärkung
DE102013107659B4 (de) Plasmachemische Beschichtungsvorrichtung
DD286375A5 (de) Bogenentladungsverdampfer mit mehreren verdampfertiegeln
DE2624005C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von dünnen Schichten auf ein Substrat nach dem "Ion-plating"-Verfahren.
DE19911046B4 (de) Plasmaverfahren
DE4421045C2 (de) Einrichtung zur plamagestützten Beschichtung von Substraten, insbesondere mit elektrisch isolierendem Material
DE3936550C1 (en) Substrate coating for wear resistance - with titanium nitride in vacuum chamber contg. titanium evaporator and heater with rotary substrate holder
DE102009019422B4 (de) Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas mittels eines Magnetrons

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8315 Request for restriction filed
8318 Patent restricted
8310 Action for declaration of annulment
8313 Request for invalidation rejected/withdrawn
8306 Patent modified in the restriction proceedings (reprinted)
D5 Patent modified in the restriction proceedings